Прошу помощи в расчетах

Есть вопрос? Задайте его тут. Пожалуйста, придерживайтесь правила: один вопрос - одна тема.
Аватара пользователя
Автор темы
Денис#
Реальное имя: Денис
Откуда: Рожденный в СССР

Прошу помощи в расчетах

Сообщение Денис# » 10 фев 2019, 04:27

Всех приветствую!
Что то уперся я вроде бы в не самую сложную задачку, а решить пока не смог:

Есть емкость залитая полиуретаном с известной жесткостью (допустим 15ед по Шору А)
Известны габариты этой емкости и соответственно полиуретана.
В эту емкость мы вдавливаем некую деталь известного объема и площади.
Понятное дело что при вдавливании детали полиуретан будет пытаться покинуть габариты своего тазика, что бы этого не произошло поверх вдавливаемой мастер модели прижимается плита имитирующая крышку ящика с полиуретаном. Давим до тех пор пока полиуретан полностью не обволочёт всю нашу мастер-модель.

Т.е. по сути это прессовка в резину, некий условно мягкий материал должно обтянуть полиуретановой средой вокруг пуансона.

Вопросы
1 Как посчитать потребное усилие пресса, зная жесткость резины и площадь/объем пуансона?
2 Как прикинуть усилия на стенки и дно ящика при приложенном давлении (а соответственно и деформации)?
3 Как посчитать верхние два пункта введя в расчеты ещё и изгибаемую деталь?
Первый пункт самый важный для меня на данном этапе.

Спасибо!

Отправлено спустя 1 час 7 минут 6 секунд:
Можно даже проще:
нужно сжать кусок резины (полиуретана), зафиксированного жестко с пяти сторон (примем деформации с этих 5-ти сторон за ноль), с известной жесткостью самой резины, на заданную величину. Допустим на 30мм или на 20% (30%- 50%-70%) от исходного состояния плитой площадью 1 м.кв.
Т.е. ничего ни куда не выдавливается, тупо сжимаем резину на заданную величину в процентах от исходного состояния.
Заниматься стОит только тем, что считается невозможным.

Аватара пользователя
T-Duke

Прошу помощи в расчетах

Сообщение T-Duke » 10 фев 2019, 11:56

Во первых жесткость в шорах не измеряют. Это единицы твердости. Для полиуретана однако можно перейти от шорров к модулю упругости через некую эмпирическую формулу перехода.
Для твердости 15 шоров, модуль упругости полиуретана составит 0.32 МПа. Что довольно мало. Какой-то сырой полиуретан, слишком низкий модуль, обычно у него модуль 10-12МПа.

Однако для решения задачи в вышеприведенной постановке, нужен не обычный линейный модуль упругости, а модуль объемной упругости. К нему можно перейти от модуля линейной упругости через коэфф Пуассона, по известной формуле: K = E/(3*(1-2v)). Коэфф Пуассона v для полиуретана нужно искать по справочникам, но примем его равным 0.496. Отсюда K = 0.32/(3(1-0.992)) = 13.33 МПа. Какое-то очень маленькое число. Если подставить значение линейного модуля 12МПа, получаем объемный модуль 500МПа. Это значительно больше похоже на правду и составляет четверть от модуля воды. Короче нужны правильные данные по объемному модулю для полиуретана. А по прикидкам имеем два значения или 13.33 МПа или порядка 500МПа. Что на самом деле, нужно искать в справочниках, или запрашивать у производителя.

А дальше все просто, если знаем объемный модуль, можно вычислить нужное давление, для сжатия на нужные проценты. Если сожмем объемно образец на 10%, для этого придется создать давление величиной 10% от модуля объемной упругости.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
Автор темы
Денис#
Реальное имя: Денис
Откуда: Рожденный в СССР

Прошу помощи в расчетах

Сообщение Денис# » 11 фев 2019, 02:55

T-Duke писал(а):Источник цитаты Во первых жесткость в шорах не измеряют. Это единицы твердости. Для полиуретана однако можно перейти от шорров к модулю упругости через некую эмпирическую формулу перехода.
Для твердости 15 шоров, модуль упругости полиуретана составит 0.32 МПа. Что довольно мало. Какой-то сырой полиуретан, слишком низкий модуль, обычно у него модуль 10-12МПа.

Однако для решения задачи в вышеприведенной постановке, нужен не обычный линейный модуль упругости, а модуль объемной упругости. К нему можно перейти от модуля линейной упругости через коэфф Пуассона, по известной формуле: K = E/(3*(1-2v)). Коэфф Пуассона v для полиуретана нужно искать по справочникам, но примем его равным 0.496. Отсюда K = 0.32/(3(1-0.992)) = 13.33 МПа. Какое-то очень маленькое число. Если подставить значение линейного модуля 12МПа, получаем объемный модуль 500МПа. Это значительно больше похоже на правду и составляет четверть от модуля воды. Короче нужны правильные данные по объемному модулю для полиуретана. А по прикидкам имеем два значения или 13.33 МПа или порядка 500МПа. Что на самом деле, нужно искать в справочниках, или запрашивать у производителя.

А дальше все просто, если знаем объемный модуль, можно вычислить нужное давление, для сжатия на нужные проценты. Если сожмем объемно образец на 10%, для этого придется создать давление величиной 10% от модуля объемной упругости.




Дюк Спасибо!
С твердостью и жесткостью косяк, согласен. Мишка технолог тоже ржет надо мной каждый раз, из года в год... Разница между прочностью и жесткостью для меня очевидна, а тут... В общем ещё не раз думаю так оплошаю :)
По модулю упругости: сегодня позвонил, запросил точные данные по модулю и по коэф. Пуассона. С твердостью ошибки нет, это действительно очень мягкий материал, кубик 40х40х40мм (или около того) я деформирую пальцами одной руки, он мягче стирательной резинки школьной. Есть разработки с твёрдостью 0 по Шору А, злые языки утверждают что и по Шору 00 будет 0, но я этот материал в руках не держал. Пока не держал.
Касаемо значений технолог подтвердил что на малых значениях твердости модуль действительно будет ничтожным, но более точно посмотрит завтра, т.к. при производстве компонента на эти данные они фактически не смотрят. Работают на разрыв как я понимаю, так что у них твердость, удлинение и пр. Завтра скажет более точно скорее всего.

Спасибо!
Заниматься стОит только тем, что считается невозможным.

корбен даллас
Реальное имя: юра
Откуда: санкт-ленинград

Прошу помощи в расчетах

Сообщение корбен даллас » 11 фев 2019, 04:01

Сообщение не по теме
Денис# писал(а):Источник цитаты Всех приветствую!

и Вам с кисточкой.

а что будешь делать если расчеты малеха не совпадут с дествительностью-?
... я полагаю ,что в этом случае кандидатскую -отберут нападающие-
Свернуть
ветер веет. огонь пылает. дождь идет.

Аватара пользователя
T-Duke

Прошу помощи в расчетах

Сообщение T-Duke » 11 фев 2019, 07:14

Денис# писал(а):Источник цитаты запросил точные данные по модулю и по коэф. Пуассона.

Здесь может быть целых три варианта:

1. Производитель может дать сразу нужный модуль - модуль объемной упругости при равномерном обжатии.
2. Обычный модуль упругости и коэфф Пуассона.
3. Обычный модуль упругости и модуль сдвига.

Любой их этих пунктов позволит рассчитать давление которое установится в емкости, в которую будут вдавливать погружаемое тело.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
Автор темы
Денис#
Реальное имя: Денис
Откуда: Рожденный в СССР

Прошу помощи в расчетах

Сообщение Денис# » 12 фев 2019, 01:45

T-Duke писал(а):Источник цитаты Здесь может быть целых три варианта:

1. Производитель может дать сразу нужный модуль - модуль объемной упругости при равномерном обжатии.
2. Обычный модуль упругости и коэфф Пуассона.
3. Обычный модуль упругости и модуль сдвига.



Хех :)
Производитель выдал следующее:
для материала схожей химической структуры, а полиуретаны оказывается очень большие различия имеют, так вот для аналогичного материала, но с твердостью 40ед Шор А модуль при 100% = 0,7, при 300%=1,2
Дальше интереснее, для более мягких материалов измерения оказались невозможны на имеющемся в институте(ах) оборудовании, т.к. удлинение материала больше рабочего диапазона измерительного оборудования. Ну это со слов...
Коэф. Пуассона и объемный модуль упругости тоже ни кто не мерил по каким то там схожим причинам (да и не нужен он им и их постоянным клиентам).
Так что будем исходить из того что выше написано, а далее методом научного тыка :)
По сути если 40ед имеет модуль 0,7, то вполне допустимо что 10-15 ед. будут иметь что то около 0,3, хотя там абсолютно не линейно.
Заниматься стОит только тем, что считается невозможным.

Аватара пользователя
T-Duke

Прошу помощи в расчетах

Сообщение T-Duke » 12 фев 2019, 10:05

Денис# писал(а):Источник цитаты По сути если 40ед имеет модуль 0,7
0.7 чего? В каких попугаях?
Денис# писал(а):Источник цитаты Коэф. Пуассона и объемный модуль упругости тоже ни кто не мерил по каким то там схожим причинам (да и не нужен он им и их постоянным клиентам).
Хорошо, допустим. Тогда что, модуль сдвига они померить не в состоянии? Они умеют только растягивать образцы и все?

Если линейный модуль 0.32 МПа, тогда объемный порядка 13-20МПа, что очень немного. Получается что эту резину можно всесторонне сжимать, а она и не сопротивляется сильно. При уменьшении объема на 10%, нужно создать давление всего 1.3-2 МПа, то есть 13-20 атм. Совсем уж детские давления.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.


Вернуться в «Вопрос - ответ»